مقدمه آب زیرزمینی به عنوان یکی از منابع حیاتی برای تأمین آب شرب و کشاورزی، به شدت تحت تأثیر تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی قرار دارد. افزایش دما، تغییر الگوهای بارش، تغییرات پوشش گیاهی و ... منجر به تغییر در ترکیب شیمیایی آب میشود و این موضوع میتواند عواقب جدی برای تأمین آب شرب و کشاورزی داشته باشد. کیفیت آبهای زیرزمینی مانند آبهای سطحی دائم در حال تغییر کردن است و در دشتهای خشک و نیمه‌خشک، شناسایی و تحلیل عوامل مؤثر بر کیفیت آب زیرزمینی جهت مدیریت پهنههای کیفی مختلف، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. محققین در این زمینه اذعان داشتهاند که، ویژگیهای خاک و سطح زمین میتواند مستقیماً بر کیفیت آب زیرزمینی تأثیر بگذارد و مدیریت صحیح خاک میتواند به بهبود کیفیت آب کمک کند. از این رو، پژوهش حاضر به بررسی تأثیر متغیرهای اقلیمی و ویژگیهای سطح زمین بر کیفیت آب زیرزمینی در دشت کهورستان استان هرمزگان پرداخته و به دنبال شناسایی تغییرات کیفی آب در فصول آبیاری و غیرآبیاری است. شایان ذکر است، در تحقیقات پیشین بیشتر با الگوریتمهای درونیابی، میزان WQIدر سامانه اطلاعات جغرافیایی برآورد و سطوح طبقات مختلف کیفیت آبزیرزمینی تبیین شده است. در پژوهش حاضر علاوه بر بررسی ارتباط معنادار میان متغیرهای اقلیمی و ویژگیهای سطح زمین با کیفیت آبزیرزمینی، بهبررسی توزیع فضایی این متغیر در محدوده مورد مطالعه و مدلسازی آن با روشهای رگرسیون جغرافیایی وزندار (GWR) و مجموع مربعات معمولی (OLS) بر اساس متغیرهای مستقل تأثیرگذار پرداخته شده است. مواد و روش‌ها محدوده مورد مطالعه در پژوهش حاضر، دشت کهورستان با مساحت 09/273 کیلومترمربع از جمله دشتهای نادر در غرب استان هرمزگان است. این مطالعه بر اساس دادههای شیمیایی ۱۵ حلقه چاه نیمه‌عمیق در دشت کهورستان و مقاطع زمانی آبیاری و غیرآبیاری سالهای 2009 و 2018 انجام شد. متغیرهای مستقل تحقیق، شاخص شوری استاندارد شده (NDSI)، بارش تجمعی (Pr)، شاخص پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، کمبود آب در خاک (DEF)، تبخیر و تعرق پتانسیل (PET)، دمای سطح زمین (LST)، شاخص شدت خشکسالی پالمر (PDSI)، تبخیر و تعرق واقعی (AET) بودند که از سامانه گوگل ارت انجین (GEE) بهشکل تصاویر ماهوارهای رستری در مقیاس ماهانه استخراج شدند. همچنین متغیر وابسته تحقیق، شاخص کیفیت آب زیرزمینی (WQI) بود که در سامانه اطلاعات جغرافیایی مدل شد. برای بررسی معناداری ارتباط بین این متغیرها در مقاطع زمانی مختلف از آزمون کای‌اسکوئر استفاده شد و سپس از روشهای رگرسیون جغرافیایی وزندار (GWR) و حداقل مربعات معمولی (OLS) برای مدلسازی تغییرات مکانی کیفیت آب زیرزمینی بهره گرفته شد. برای مقایسه میزان اعتبار یا کارایی مدل های رگرسیونی چند متغیره، از معیارهای، ضریب تعیین، ریشهمیانگینمجذورخطاها و معیار آکائیکه استفاده شد. همچنین خاطرنشان میشود، جهت بررسی توزیع فضایی پهنههای کیفی آب زیرزمینی از آماره موران محلی در این مقاطع زمانی استفاده شد. نتایج و بحث آزمون کای‌اسکوئرنشان از ارتباط معنی‌دار بین متغیرهای اقلیمی و ویژگیهای سطح زمین با کیفیت آب زیرزمینی داشت و تحلیل خودهمبستگی فضایی نشان داد که توزیع فضایی کیفیت آب زیرزمینی در دشت کهورستان به صورت تصادفی بوده است. از بین دو روش GWRو OLS، روش رگرسیون وزندار جغرافیایی با ریشه میانگین مربعات خطا معادل 14/0، مجموع مربعات باقیمانده 3/11، ضریب تعیین 82/0 و ضریب آکائیکه 19/570- نتایج بهتری را نسبت به روش OLSارائه کرد. همچنین NDVIو NDSIبا ضریب تبیین (R2) معادل 47/0 در بازه زمانی نخست (4/2009)، متغیر NDSIبا ضریب تبیین معادل 63/0 در بازه زمانی دوم (11/2009)، در مقطع زمانی سوم (5/2018)، دو متغیر NDVIو NDSIبا ضریب تبیین معادل 65/0 و مقطع زمانی چهارم (12/2018) نیز صرفاً دو متغیر NDVIو NDSIبا ضریب تبیین معادل 55/0 بیشترین تأثیرگذاری را از بین متغیرهای اقلیمی و ویژگیهای سطح زمین بر میزان کیفیت آب زیرزمینی نشان دادند. طبقات کیفیت آب زیرزمینی دشت کهورستان فقط دو طبقه بسیار ضعیف و نامناسب برای مصارف کشاورزی بودند. در مقطع زمانی نخست ، کلاس کیفی «بسیار ضعیف» از کیفیت آب زیرزمینی دشت کهورستان مساحت 44/2 کیلومترمربعی را به خود اختصاص داده است. در مقطع زمانی دوم ، تنها کلاس کیفیت آبزیرزمینی دشت کهورستان در این فصل آبیاری، طبقه «نامناسب برای مصارف کشاورزی» با مساحت 2/275 کیلومترمربع بود. در مقطع زمانی سوم، کلاس «بسیار ضعیف» کیفیت آب زیرزمینی سطحی معادل 91/14 کیلومترمربع از مساحت دشت و در مقطع زمانی چهارم، مساحت کلاس کیفی «بسیار ضعیف» 51/8 کیلومترمربع برآورد شد. نتیجه‌گیری همانگونه که نتایج نشان داد، کیفیت آب زیرزمینی در فصول آبیاری ( ماههای 11 و 12 سالهای 2009 و 2018) نسبت به فصول غیرآبیاری (ماههای 4 و 5 سالهای 2009 و 2018) کاسته میشود و همچنین سطوح کیفی آب زیرزمینی نیز در فصول آبیاری نسبت به فصول غیرآبیاری کاهشی میشود. نتایج نشان داد که افزایش پوشش گیاهی و کاهش شوری خاک از عوامل کلیدی در بهبود کیفیت آب زیرزمینی در این منطقه هستند و با کاهش پوشش گیاهی و افزایش شوری خاک در فصول آبیاری از وسعت و کیفیت پهنههای کیفی خوب و متوسط کاسته میشود. با توجه به برتری مدل GWRنسبت به OLS، این مدل میتواند به عنوان ابزاری مفید در مدیریت پهنههای کیفی منابع آب زیرزمینی و تحلیل تغییرات کیفیت آب به کار رود. در نهایت، پژوهش حاضر تأکید می‌کند که توجه به متغیرهای اقلیمی و ویژگیهای سطح زمین برای مدیریت بهینه منابع آب زیرزمینی ضروری است. این پژوهش صرفاً به استفاده از روشهای مختلف درونیابی شاخص WQIبر اساس دادههای شیمیایی چاههای مشاهداتی در سامانه اطلاعات جغرافیایی نپرداخته است و در این بین با توجه به اثرگذاری متغیرهای مختلف اقلیمی و ویژگیهای سطح زمین به پیشبینی پهنههای مختلف کیفیت آبزیرزمینی با روشهای رگرسیون جغرافیایی وزندار و مجموع مربعات معمولی تأکید داشتهاست. اخذ متغیرهای مستقل در مقیاس ماهانه و در بازههای زمانی مختلف فصول آبیاری و غیرآبیاری در سامانه آنلاین گوگل ارت انجین (GEE) از دیگر توجهات پژوهش حاضر در بحث بررسی تغییرات کیفیت آب زیرزمینی بود.
Sdeghi lari A, Kazemi M, Rajabi F. Investigating the Impact of Climatic and Land Surface Characteristics on Groundwater Quality Using Google Earth Engine (GEE) Data (Case Study: Kahorestan Plain, Hormozgan). jwmseir 2024; 18 (66) : 6 URL: http://jwmsei.ir/article-1-1171-fa.html
صادقی لاری عدنان، کاظمی محمد، رجبی فاطمه. بررسی اثر ویژگیهای اقلیمی و سطح زمین بر کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از دادههای گوگل ارت انجین (GEE) (مطالعه موردی: دشت کهورستان، هرمزگان). مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. 1403; 18 (66) :59-72
به اطلاع کلیه نویسندگان ، محققین و داوران محترم می رساند:با عنایت به تصمیم هیئت تحریریه مجله علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری فرمت تهیه مقاله به شکل پیوست در بخش راهنمای نویسندگان تغییر کرده است. در این راستا، از تاریخ ۱۴۰۳/۰۱/۲۱ کلیه مقالات ارسالی فقط در صورتی که طبق راهنمای نگارش جدید تنظیم شده باشد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
